考點(diǎn)9 功和能-五年（2020-2024年）高考物理真題專(zhuān)項(xiàng)分類(lèi)匯編

五年（2020-2024）高考真題專(zhuān)項(xiàng)分類(lèi)匯編PAGEPAGE15考點(diǎn)9功和能—五年（2020—2024年）高考物理真題專(zhuān)項(xiàng)分類(lèi)匯編一、單選題1．[2024年浙江高考真題]一個(gè)音樂(lè)噴泉噴頭出水口的橫截面積為，噴水速度約為10m/s，水的密度為，則該噴頭噴水的功率約為()A.10W B.20W C.100W D.200W2．[2024年安徽高考真題]某同學(xué)參加戶(hù)外拓展活動(dòng)，遵照安全規(guī)范，坐在滑板上，從高為h的粗糙斜坡頂端由靜止下滑，至底端時(shí)速度為v.已知人與滑板的總質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點(diǎn).重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力.則此過(guò)程中人與滑板克服摩擦力做的功為()A. B. C. D.3．[2023年湖北高考真題]兩節(jié)動(dòng)車(chē)的額定功率分別為和，在某平直鐵軌上能達(dá)到的最大速度分別為和。現(xiàn)將它們編成動(dòng)車(chē)組，設(shè)每節(jié)動(dòng)車(chē)運(yùn)行時(shí)受到的阻力在編組前后不變，則該動(dòng)車(chē)組在此鐵軌上能達(dá)到的最大速度為()A. B. C. D.4．[2023年山東高考真題]《天工開(kāi)物》中記載了古人借助水力使用高轉(zhuǎn)筒車(chē)往稻田里引水的場(chǎng)景.引水過(guò)程簡(jiǎn)化如下：兩個(gè)半徑均為R的水輪，以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng).水筒在筒車(chē)上均勻排布，單位長(zhǎng)度上有n個(gè)，與水輪間無(wú)相對(duì)滑動(dòng).每個(gè)水筒離開(kāi)水面時(shí)裝有質(zhì)量為m的水，其中的60%被輸送到高出水面H處灌入稻田.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則筒車(chē)對(duì)灌入稻田的水做功的功率為()A. B. C. D.5．[2023年浙江高考真題]鉛球被水平推出后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不計(jì)空氣阻力，下列關(guān)于鉛球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小a、速度大小v、動(dòng)能和機(jī)械能E隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系中，正確的是()A. B.C. D.二、多選題6．[2024年湖北高考真題]如圖所示，在光滑水平面上靜止放置一質(zhì)量為M、長(zhǎng)為L(zhǎng)的木塊，質(zhì)量為m的子彈水平射入木塊。設(shè)子彈在木塊內(nèi)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，其大小f與射入初速度大小成正比，即（k為已知常量）。改變子彈的初速度大小，若木塊獲得的速度最大，則()A.子彈的初速度大小為B.子彈在木塊中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C.木塊和子彈損失的總動(dòng)能為D.木塊在加速過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的距離為7．[2023年廣東高考真題]人們用滑道從高處向低處運(yùn)送貨物。如圖所示，可看作質(zhì)點(diǎn)的貨物從圓弧滑道頂端P點(diǎn)靜止釋放，沿滑道運(yùn)動(dòng)到圓弧末端Q點(diǎn)時(shí)速度大小為6m/s。已知貨物質(zhì)量為20kg，滑道高度h為4m，且過(guò)Q點(diǎn)的切線(xiàn)水平，重力加速度取。關(guān)于貨物從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的有()A.重力做的功為360JB.克服阻力做的功為440JC.經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)向心加速度大小為D.經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為380N8．[2023年重慶高考真題]某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)得在豎直方向飛行的無(wú)人機(jī)飛行高度y隨時(shí)間t的變化曲線(xiàn)如圖所示，為曲線(xiàn)上的點(diǎn)，段可視為兩段直線(xiàn)，其方程分別為和。無(wú)人機(jī)及其載物的總質(zhì)量為2kg，取豎直向上為正方向。則()A.EF段無(wú)人機(jī)的速度大小為4m/sB.FM段無(wú)人機(jī)內(nèi)的裝載物處于失重狀態(tài)C.FN段無(wú)人機(jī)和裝載物總動(dòng)量變化量大小為4kg·m/sD.MN段無(wú)人機(jī)機(jī)械能守恒9．[2022年重慶高考真題]一物塊在傾角為45°的固定斜面上受到方向與斜面平行、大小與摩擦力相等的拉力作用，由靜止開(kāi)始沿斜面向下做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同。若拉力沿斜面向下時(shí)，物塊滑到底端的過(guò)程中重力和摩擦力對(duì)物塊做功隨時(shí)間的變化分別如圖曲線(xiàn)①、②所示，則()A.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為B.當(dāng)拉力沿斜面向上，重力做功為9J時(shí)，物塊動(dòng)能為3JC.當(dāng)拉力分別沿斜面向上和向下時(shí)，物塊的加速度大小之比為1:3D.當(dāng)拉力分別沿斜面向上和向下時(shí)，物塊滑到底端時(shí)的動(dòng)量大小之比為三、計(jì)算題10．[2024年湖北高考真題]如圖所示，水平傳送帶以5m/s的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶左右兩端的距離為3.6m。傳送帶右端的正上方有一懸點(diǎn)O，用長(zhǎng)為0.3m、不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛一質(zhì)量為0.2kg的小球，小球與傳送帶上表面平齊但不接觸。在O點(diǎn)右側(cè)的P點(diǎn)固定一釘子，P點(diǎn)與O點(diǎn)等高。將質(zhì)量為0.10kg的小物塊無(wú)初速輕放在傳送帶左端，小物塊運(yùn)動(dòng)到右端與小球正碰，碰撞時(shí)間極短，碰后瞬間小物塊的速度大小為1m/s、方向水平向左。小球碰后繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)輕繩被釘子擋住后，小球繼續(xù)繞P點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)。已知小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度大小。（1）求小物塊與小球碰撞前瞬間，小物塊的速度大小。（2）求小物塊與小球碰撞過(guò)程中，兩者構(gòu)成的系統(tǒng)損失的總動(dòng)能。（3）若小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正上方，繩子不松弛，求P點(diǎn)到O點(diǎn)的最小距離。11．[2023年海南高考真題]如圖所示，有一固定的光滑圓弧軌道A，半徑，一質(zhì)量為的小滑塊B從軌道頂端滑下，在其沖上長(zhǎng)木板C左端時(shí)，給木板一個(gè)與小滑塊相同的初速度，已知，間動(dòng)摩擦因數(shù)，C與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，C右端有一個(gè)擋板，C長(zhǎng)為L(zhǎng)。已知g取。（1）B滑到A的底端時(shí)對(duì)A的壓力是多大？（2）若B未與C右端擋板碰撞，當(dāng)B與地面保持相對(duì)靜止時(shí)，間因摩擦產(chǎn)生的熱量是多少？（3）在時(shí)，B與C右端擋板發(fā)生碰撞，且碰后粘在一起，求B從滑上C到最終停止所用的時(shí)間。12．[2024年山東高考真題]如圖甲所示，質(zhì)量為M的軌道靜止在光滑水平面上，軌道水平部分的上表面粗糙，豎直半圓形部分的表面光滑，兩部分在P點(diǎn)平滑連接，Q為軌道的最高點(diǎn)。質(zhì)量為m的小物塊靜置在軌道水平部分上，與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。已知軌道半圓形部分的半徑，重力加速度大小。（1）若軌道固定，小物塊以一定的初速度沿軌道運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)，受到軌道的彈力大小等于，求小物塊在Q點(diǎn)的速度大小v；（2）若軌道不固定，給軌道施加水平向左的推力F，小物塊處在軌道水平部分時(shí)，軌道加速度a與F對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖乙所示。（ⅰ）求μ和m；（ⅱ）初始時(shí)，小物塊靜置在軌道最左端，給軌道施加水平向左的推力，當(dāng)小物塊到P點(diǎn)時(shí)撤去F，小物塊從Q點(diǎn)離開(kāi)軌道時(shí)相對(duì)地面的速度大小為7m/s。求軌道水平部分的長(zhǎng)度L。13．[2024年安徽高考真題]如圖所示，一實(shí)驗(yàn)小車(chē)靜止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平軌道與光滑四分之一圓弧軌道。圓弧軌道與水平軌道相切于圓弧軌道最低點(diǎn)，一物塊靜止于小車(chē)最左端，一小球用不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)懸掛于O點(diǎn)正下方，并輕靠在物塊右側(cè)。現(xiàn)將細(xì)線(xiàn)拉直到水平位置時(shí)，靜止釋放小球，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與物塊發(fā)生彈性碰撞。已知細(xì)線(xiàn)長(zhǎng)。小球質(zhì)量。物塊、小車(chē)質(zhì)量均為。小車(chē)上的水平軌道長(zhǎng)。圓弧軌道半徑。小球、物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取.（1）求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與物塊碰撞前所受拉力的大小；（2）求小球與物塊碰撞后的瞬間，物塊速度的大小；（3）為使物塊能進(jìn)入圓弧軌道，且在上升階段不脫離小車(chē)，求物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的取值范圍。14．[2023年浙江高考真題]一游戲裝置豎直截面如圖所示，該裝置由固定在水平地面上傾角的直軌道AB、螺旋圓形軌道BCDE、傾角的直軌道EF、水平直軌道FG組成，除FG段外各段軌道均光滑，且各處平滑連接。螺旋圓形軌道與軌道相切于B（E）處。凹槽GHIJ底面HI水平光滑，上面放有一無(wú)動(dòng)力擺渡車(chē)，并緊靠在豎直側(cè)壁GH處，擺渡車(chē)上表面與直軌道FG、平臺(tái)JK位于同一水平面。已知螺旋圓形軌道半徑點(diǎn)高度為長(zhǎng)度長(zhǎng)度，擺渡車(chē)長(zhǎng)度、質(zhì)量。將一質(zhì)量也為m的滑塊從傾斜軌道AB上高度處?kù)o止釋放，滑塊在FG段運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力為其重力的。（擺波車(chē)位到豎直側(cè)壁IJ立即靜止，滑塊視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，，，重力加速度g?。?）求滑塊過(guò)C點(diǎn)的速度大小和軌道對(duì)滑塊的作用力大小；（2）擺渡車(chē)碰到IJ前，滑塊恰好不脫離擺渡車(chē)，求滑塊與擺渡車(chē)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；（3）在（2）的條件下，求滑塊從G到J所用的時(shí)間t。

——★參考答案★——1．答案：C解析：設(shè)時(shí)間內(nèi)從噴頭流出的水的質(zhì)量為噴頭噴水的功率等于時(shí)間內(nèi)噴出的水的動(dòng)能增加量，即聯(lián)立解得故選C。2．答案：D解析：人在下滑的過(guò)程中，由動(dòng)能定理可得可得此過(guò)程中人與滑板克服摩擦力做的功為故選D。3．答案：D解析：設(shè)額定功率為的動(dòng)車(chē)受到的阻力大小為，額定功率為的動(dòng)車(chē)受到的阻力大小為，則有，當(dāng)將它們編成動(dòng)車(chē)組后，每節(jié)動(dòng)車(chē)運(yùn)行時(shí)受到的阻力與編組前相等，有，解得該動(dòng)車(chē)組在鐵軌上能達(dá)到的最大速度為，D正確.4．答案：B解析：以n個(gè)水筒為研究對(duì)象，水筒在筒車(chē)上均勻排布，單位長(zhǎng)度上有n個(gè)，則筒車(chē)對(duì)長(zhǎng)度l內(nèi)的水筒中流入稻田的水做的總功，做這些功所用時(shí)間，做功的功率為，B正確.5．答案：D解析：由題意可知，鉛球被水平推出后做平拋運(yùn)動(dòng)，加速度a即為重力加速度，故a不變，A錯(cuò)誤；設(shè)鉛球初速度大小為，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及速度的合成可知，v與t的關(guān)系為，不是一次函數(shù)關(guān)系，B錯(cuò)誤；由動(dòng)能可知，與t是二次函數(shù)關(guān)系，C錯(cuò)誤；鉛球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)只受重力，機(jī)械能守恒，D正確.6．答案：AD解析：子彈在木塊內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，子彈與木塊組成的系統(tǒng)所受合外力為0，所以該系統(tǒng)動(dòng)量守恒，若子彈沒(méi)有射出木塊，則由動(dòng)量守恒定律有，解得木塊獲得的速度大小為，又子彈的初速度越大，其打入木塊越深，則當(dāng)子彈恰不射出木塊時(shí)，木塊獲得的速度最大，此時(shí)有，解得；若子彈能夠射出木塊，則有，子彈在木塊內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，對(duì)子彈和木塊分別由牛頓第二定律有，根據(jù)位移關(guān)系有，對(duì)木塊有，聯(lián)立解得，又越大，t越小，則越小，即隨著的增大，木塊獲得的速度不斷減小。綜上，若木塊獲得的速度最大，則子彈的初速度大小，A正確；子彈在木塊內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，對(duì)子彈由動(dòng)量定理有，解得子彈在木塊中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，B錯(cuò)誤；由能量守恒定律可知，木塊和子彈損失的總動(dòng)能，C錯(cuò)誤；木塊在加速過(guò)程中做勻加速運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有，解得木塊在加速過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的距離，D正確。7．答案：BCD解析：重力做的功，A錯(cuò)動(dòng)能定理：，B對(duì)在Q點(diǎn)8．答案：AB解析：由于位移-時(shí)間圖線(xiàn)的斜率表示速度，則根據(jù)EF段的方程可知，EF段無(wú)人機(jī)的速度大小為4m/s，A正確；由題圖可知FM段的速度先向上減小后向下增大，則加速度方向始終向下，故該段無(wú)人機(jī)內(nèi)的裝載物處于失重狀態(tài)，B正確；根據(jù)MN段的方程可知，無(wú)人機(jī)的速度為-2m/s，則無(wú)人機(jī)及其裝載物在FM段的動(dòng)量變化量的大小為，C錯(cuò)誤；MN段無(wú)人機(jī)勻速下降，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，則機(jī)械能減小，D錯(cuò)誤。9．答案：BC解析：10．答案：（1）5m/s（2）0.3J（3）0.2m解析：（1）設(shè)小物塊的質(zhì)量為m，傳送帶左右兩端的距離為L(zhǎng)，小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，小物塊在傳送帶上加速時(shí)的加速度大小為a，由牛頓第二定律有設(shè)小物塊到達(dá)傳送帶最右端時(shí)的速度大小為，假設(shè)小物塊在傳送帶上一直加速，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得由于，故假設(shè)不成立，小物塊到達(dá)傳送帶右端前已經(jīng)與傳送帶共速，故小物塊與小球碰撞前瞬間的速度大小為（2）設(shè)小球的質(zhì)量為M，碰撞后小物塊與小球的速度大小分別為、，碰撞過(guò)程中兩者構(gòu)成的系統(tǒng)損失的總動(dòng)能為，對(duì)小物塊與小球碰撞過(guò)程，由動(dòng)量守恒定律得小物塊與小球碰撞過(guò)程中，系統(tǒng)損失的總動(dòng)能為聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得（3）經(jīng)分析知，小球到達(dá)P點(diǎn)正上方繩子拉力剛好為零時(shí)，小球繞P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的半徑最大，P點(diǎn)到O點(diǎn)距離最小，設(shè)這種情況下小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正上方的速度大小為，P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為x，繩子的長(zhǎng)度為l，小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正上方時(shí)，結(jié)合牛頓第二定律和向心加速度公式有對(duì)小球的整個(gè)上升過(guò)程，由動(dòng)能定理得聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得11．答案：（1）30N（2）1.6J（3）解析：（1）小滑塊B從軌道頂端下滑到軌道底部的過(guò)程，由動(dòng)能定理有小滑塊B在A(yíng)的底端時(shí)，有解得由牛頓第三定律可知B對(duì)A的壓力大小也為30N（2）當(dāng)B滑上C瞬間，的速度相等假設(shè)兩者之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)整體有解得而B(niǎo)減速的最大加速度故假設(shè)不成立，間會(huì)有相對(duì)滑動(dòng)則B的加速度向左，大小為C受B向右的摩擦力和地面向左的摩擦力其加速度滿(mǎn)足解得B向右運(yùn)動(dòng)的距離C向右運(yùn)動(dòng)的距離間因摩擦產(chǎn)生的熱量解得（3）假設(shè)B還未與C右端擋板發(fā)生碰撞，C就停下，設(shè)C從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停下用時(shí)為，有得此時(shí)的位移分別是則，此時(shí)由于，所以假設(shè)成立，一定是C停下之后，B才與C右端擋板發(fā)生碰撞設(shè)再經(jīng)時(shí)間B與C右端擋板發(fā)生碰撞，有解得（另一解不符合題意，舍去）碰撞前瞬間B的速度大小為碰撞過(guò)程由動(dòng)量守恒定律可得碰撞后速度大小為之后二者一起減速，有，經(jīng)后停下則有解得故總時(shí)間12．答案：（1）4m/s（2）（ⅰ）0.2；1kg（ⅱ）4.5m解析：（1）對(duì)小物塊在Q點(diǎn)，由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)有解得（2）（?。└鶕?jù)題圖乙分析可知，當(dāng)外力時(shí)，軌道與小物塊一起向左加速運(yùn)動(dòng)，對(duì)整體由牛頓第二定律有變形得結(jié)合題圖乙可知當(dāng)外力時(shí)，軌道與小物塊有相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)軌道由牛頓第二定律有變形得結(jié)合題圖乙可知，聯(lián)立解得，，（ⅱ）根據(jù)題圖乙可知，當(dāng)時(shí)，軌道的加速度為，小物塊的加速度為，方向均水平向左設(shè)經(jīng)時(shí)間，小物塊運(yùn)動(dòng)至軌道上的P點(diǎn)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得此時(shí)軌道的速度小物塊在P點(diǎn)時(shí)的速度小物塊從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至Q點(diǎn)的過(guò)程，小物塊與軌道組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，系統(tǒng)水平方向上動(dòng)量守恒，取水平向左為速度正方向，則有聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得（另一解不符合題意，舍去）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有解得13．答案：（1）（2）（3）解析：（1）對(duì)小球擺動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理解得在最低點(diǎn)，對(duì)小球由牛頓第二定律解得小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與物塊碰撞前所受拉力的大小為（2）小球與物塊碰撞過(guò)程中，由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律解得小球與物塊碰撞后的瞬間，物塊速度的大小為（3）若物塊恰好運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道的最低點(diǎn)，此時(shí)兩者共速，則對(duì)物塊與小車(chē)整體由水平方向動(dòng)量守恒由能量守恒定律解得若物塊恰好運(yùn)動(dòng)到與圓弧圓心等高的位置，此時(shí)兩者